一種堿催化合成的粗生物柴油精制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種堿催化合成的粗生物柴油精制方法，針對膨潤土協(xié)助堿催化法合成的粗生物柴油采用膨潤土吸附劑進行精制。具體實現(xiàn)方法為：粗生物柴油先經預處理除去其中含有的甲醇和析出的皂，再將用量為生物柴油質量1～8％、水含量低于5％、顆粒度為100～400目、蒙脫石含量大于70％的吸附劑平均分成兩份；將預處理的粗生物柴油預熱到40～80℃后，先加入一份吸附劑，攪拌吸附10～60min，然后再加入另一份，繼續(xù)攪拌吸附10～60min后，過濾分離出廢膨潤土，即得精制生物柴油。與已有的水洗精制技術相比，生物柴油收率可提高1～5％，沒有廢水排放，且膨潤土吸附劑價格便宜，精制工藝大為簡單，效率提高一倍以上。
【專利說明】一種堿催化合成的粗生物柴油精制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堿催化合成的粗生物柴油精制方法，特別是采用膨潤土吸附精制由膨潤土協(xié)助堿催化法合成得到的粗生物柴油。
【背景技術】
[0002]堿催化合成的粗生物柴油精制需要脫除殘留催化劑、肥皂、甲醇、甘油、單脂肪酸甘油酯及雙脂肪酸甘油酯等雜質。常用的精制方法為水洗法，水洗法很容易脫除親水性好的殘留催化劑、甲醇及甘油，但同時具有親油性和親水性的肥皂、單脂肪酸甘油酯及雙脂肪酸甘油酯是油水乳化劑，要達到脫除要求就比較困難，不但需要大量水反復洗滌，而且洗滌沉降困難、柴油損失增加。采用固體吸附劑吸附是一種具有優(yōu)勢的精制方法，它不但能吸附堿催化生物柴油中的所有雜質，而且操作簡單、沒有廢水排放。中國專利(專利號ZL200480029198.0)公布了粗生物柴油的吸附精制方法，用硅酸鎂等吸附劑精制由氫氧化鈉、氫氧化鉀催化得到的粗生物柴油，取得了較好的效果，但硅酸鎂的合成成本高，影響了其應用，目前大部分粗生物柴油精制工藝還是采用傳統(tǒng)的水洗工藝。
[0003]膨潤土是一種比較廉價的硅酸鹽礦物材料，其主要功能是吸水性、分散性及陽離子交換性等，在冶金、材料成型、制備活性白土等領域用途廣泛。中國專利(專利號ZL201310009332.1)公布了一種膨潤土協(xié)助堿催化合成生物柴油的方法，該方法是在堿催化合成生物柴油的過程中，加入膨潤土吸附劑，提高堿催化的效率，粗生物柴油的質量明顯提高，這樣就可以采用更為簡單的方法進行粗生物柴油的精制。在中國專利(專利號ZL200480029198.0)公布的粗生物柴油的吸附法精制方法中，也提到了用膨潤土粘土精制粗生物柴油，但沒有給出應用條件及使用效果。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種成本低、工藝簡單的粗生物柴油精制方法，其特征是對膨潤土協(xié)助堿催化法合成的粗生物柴油先進行預處理，然后分批加入膨潤土吸附劑進行精制，具體實現(xiàn)如下:
[0005]1、將粗生物柴油在50~80°C下真空蒸發(fā)去除殘留甲醇，然后沉降分離除去由于脫除甲醇而析出的皂，即得預處理粗生物柴油。
[0006]2、將用量為預處理粗生物柴油質量I~8%的膨潤土吸附劑平均分成兩份；將預處理粗生物柴油預熱到40~80°C后，先加入一份膨潤土吸附劑，攪拌吸附10~60min，然后再加入另一份，繼續(xù)攪拌吸附10~60min后，過濾分離出廢膨潤土，即可得精制生物柴油。
[0007]本發(fā)明的 精制粗生物柴油的方法，所用的粗生物柴油根據中國專利(專利號ZL201310009332.1)公布的方法合成；所用的膨潤土吸附劑，其水含量低于5%，顆粒度為100~400目，蒙脫石含量大于70 %。
[0008]本發(fā)明的原理為，膨潤土對甲醇、甘油及皂的吸附速度很快，對單脂肪酸甘油酯及雙脂肪酸甘油酯吸附較慢。粗生物柴油先通過預處理分離出甲醇及部分皂并進行回收，可以大大減少吸附劑的用量；膨潤土分批加入的目的是利用其對雜質的吸附速度不同，第一批主要吸附甘油和皂，單脂肪酸甘油酯及雙脂肪酸甘油酯幾乎沒有被吸附，第二批主要吸附單脂肪酸甘油酯和雙脂肪酸甘油酯，殘留微量的甘油和皂也被吸附，以達到其要求低含量的要求。
[0009]本發(fā)明與已有的水洗精制技術相比，其突出的實質性特點和顯著的進步是:
[0010]1、膨潤土吸附劑價格便宜。
[0011]2、生物柴油的收率可提高I~5%，沒有廢水排放。
[0012]3、精制工藝大為簡單，效率提高一倍以上。
【具體實施方式】
[0013]在實施例中，生物柴油的游離甘油和總甘油含量采用高碘酸鈉氧化法測定，皂和催化劑含量采用美國可再生能源實驗室2004年7月頒發(fā)的《生物柴油分析方法》中的生物柴油中催化劑和皂含量測定方法進行測定。實施例中所用的預處理粗生物柴油及和水洗精制比較例如下:
[0014]1、實施例中的預處理粗生物柴油的制備
[0015]根據中國專利(專利號ZL201310009332.1)公布的堿催化合成生物柴油的方法進行粗生物柴油的合成，其步驟如下:把游離脂肪酸含量為0.2mgK0H/g的豆油與用量為油脂質量的2%、水含量為3%、顆粒度為200目及蒙脫石含量為85%的膨潤土混合，攪拌30min后，加入油脂摩爾數(shù)6倍的甲醇和油脂質量0.5%的氫氧化鈉催化劑，在60°C下，反應90min，靜止，分離出下層的醇土混合物，即得粗生物柴油。
[0016]將粗生物柴油在65°C下真空蒸發(fā)去除生物柴油中的殘留甲醇，然后沉降分離除去由于脫除甲醇而析出的皂，即得預處理粗生物柴油，經測定，其殘留的甘油(包括游離甘油和總甘油)、催化劑、肥皂等雜質含量的測定值及歐洲標準EN14214中所規(guī)定的標準值如下表1所示。
[0017]2、比較例
[0018]水洗精制過程，以1:1的體積比向50mL預處理粗生物柴油中加入65°C的去離子水，攪拌洗滌IOmin后離心去除下層洗滌水，并在相同條件下反復洗滌3次。然后向洗滌后的生物柴油中加入過量的無水硫酸鈉充分攪拌進行干燥，再離心分離回收上層油相，即得水洗精制后生物柴油。測試預處理粗生物柴油和水洗精制后樣品中游離甘油、總甘油及皂的含量，結果見表2。
[0019]實施例1
[0020]將用量為預處理粗生物柴油質量(1)2%; (2)3%; (3) 4%或(4) 5%，水含量為3%、顆粒度為200目及蒙脫石含量為85%的膨潤土吸附劑平均分成兩份；將預處理粗生物柴油樣品預熱到60°C后，先加入一份膨潤土吸附劑，攪拌吸附30min，然后再加入另一份，繼續(xù)攪拌吸附30min后，過濾分離出廢膨潤土，即可得4個不同膨潤土用量精制的生物柴油樣品，測試其游離甘油、總甘油及皂的含量，結果見表2。
[0021]實施例2
[0022]將用量為預處理粗生物柴油質量4%、水含量為2%、顆粒度為200目及蒙脫石含量為80%的膨潤土吸附劑平均分成兩份；將預處理粗生物柴油預熱到(1)45°C ;(2)60°C或
(3)75°C后，先加入一份膨潤土吸附劑，攪拌吸附20min，然后再加入另一份，繼續(xù)攪拌吸附40min后，過濾分離出廢膨潤土，即可得3個不同溫度精制的生物柴油樣品，測試其游離甘油、總甘油及皂的含量，結果見表2。
[0023]實施例3
[0024]將用量為預處理粗生物柴油質量4%、水含量為2%、顆粒度為200目及蒙脫石含量為80%的膨潤土吸附劑平均分成兩份；將預處理粗生物柴油預熱到60°C后，先加入一份膨潤土吸附劑，攪拌吸附(I) IOmin ； (2) 20min ; (3) 30min或(4) 40min,然后再加入另一份,繼續(xù)攪拌吸附(I) IOmin ； (2) 20min ； (3) 30min或(4) 40min后，過濾分離出廢膨潤土，即可得4個不同時間精制的生物柴油樣品，測試其游離甘油、總甘油及皂的含量，結果見表2。
[0025]表1
【權利要求】
1.一種堿催化合成的粗生物柴油精制方法，其特征是對膨潤土協(xié)助堿催化法合成的粗生物柴油先進行預處理，然后分批加入膨潤土吸附劑進行精制，其具體工藝為: (1)將粗生物柴油在50~80°C下真空蒸發(fā)去除殘留甲醇，然后沉降分離除去由于脫除甲醇而析出的皂，即得預處理粗生物柴油； (2)將用量為預處理粗生物柴油質量I~8%的膨潤土吸附劑平均分成兩份；將預處理粗生物柴油預熱到40~80°C后，先加入一份膨潤土吸附劑，攪拌吸附10~60min，然后再加入另一份，繼續(xù)攪拌吸附10~60min后，過濾分離出廢膨潤土，即可得精制生物柴油。
2.權利要求1方法所述的膨潤土吸附劑，其特征是水含量低于5%，顆粒度為100~400目，蒙脫石含量大于70%。
【文檔編號】C10G53/08GK103965954SQ201410203448
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權日:2014年5月15日
【發(fā)明者】韋藤幼, 吳煉, 童張法, 王曉寧, 張少明 申請人:廣西大學, 防城港市中能生物能源投資有限公司